Url https://cimne.com/sgp/rtd/Project.aspx?id=707
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Acronym MONICAB
Project title Desarrollo de herramientas para la modelación numérica del efecto de la contaminación del balasto con arena en líneas de alta velocidad Numerical modelling of sand-fouled ballast in high-speed railways
Reference BIA2015-67263-R
Principal investigator Josep Maria CARBONELL PUIGBÓ - cpuigbo@cimne.upc.edu
José Manuel GONZÁLEZ LÓPEZ - josem.gonzalez@cimne.upc.edu
Start date 01/01/2016 End date 31/12/2018
Coordinator CIMNE
Consortium members
Program Fomento I+D+i orientada a retos sociedad Call Proyectos de I+D: Retos de la Sociedad 2015
Subprogram Retos Investigación: Proyectos de I+D+i Category Nacional
Funding body(ies) MINECO Grant $73,810.00
Abstract El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de una herramienta de modelación numérica, basada en el método de los elementos discretos (MED) para el análisis del comportamiento del balasto en caso de contaminación por arena. La alta velocidad ferroviaria es uno de los ámbitos de mayor desarrollo en todo el mundo, tanto presente como potencial. Empresas y organismos públicos españoles están involucrados en el proyecto y obra de algunas de las líneas más importantes, entre las que destaca la que unirá Medina y La Meca. Tanto en esta como en otras líneas en áreas similares, existe preocupación sobre el efecto de la contaminación por arena en el comportamiento de la banqueta de balasto. Se está trabajando actualmente en el desarrollo de soluciones a este posible problema, en varios frentes: para prevenirlo con medidas de retención de la arena, y para optimizar el mantenimiento, analizando el efecto de la arena en la resistencia en función del grado de contaminación. Estos estudios se están llevando a cabo mediante modelación física (en nuestro país, en el laboratorio de geotecnica de estructuras ferroviarias del CEDEX). Aunque existen instalaciones y capacidad técnica para ello, estos ensayos son muy costosos y están parcialmente limitados por la capacidad de las instalaciones. El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de una herramienta de modelación numérica, basada en el método de los elementos discretos (MED) para el análisis del comportamiento del balasto en caso de contaminación por arena. La alta velocidad ferroviaria es uno de los ámbitos de mayor desarrollo en todo el mundo, tanto presente como potencial. Empresas y organismos públicos españoles están involucrados en el proyecto y obra de algunas de las líneas más importantes, entre las que destaca la que unirá Medina y La Meca. Tanto en esta como en otras líneas en áreas similares, existe preocupación sobre el efecto de la contaminación por arena en el comportamiento de la banqueta de balasto. Se está trabajando actualmente en el desarrollo de soluciones a este posible problema, en varios frentes: para prevenirlo con medidas de retención de la arena, y para optimizar el mantenimiento, analizando el efecto de la arena en la resistencia en función del grado de contaminación. Estos estudios se están llevando a cabo mediante modelación física (en nuestro país, en el laboratorio de geotecnica de estructuras ferroviarias del CEDEX). Aunque existen instalaciones y capacidad técnica para ello, estos ensayos son muy costosos y están parcialmente limitados por la capacidad de las instalaciones. A nivel mundial, solo se han presentado resultados preliminares de modelación numérica de este fenómeno por parte de los grupos de los profesores Indraratna, en Australia y Tutumluer, en Estados Unidos. Aunque en ambos casos se aborda el problema de contaminación por otras fuentes como la rotura de las propias piedras de balasto, el polvo del material transportado en líneas de transporte minero o bien la infiltración desde el subbalasto, estos trabajos muestran el interés por el análisis del problema, así como las limitaciones de las herramientas numéricas existentes: la precisión en la reproducción de la forma de las partículas, el elevado coste computacional, y la consideración de leyes de contacto adecuadas. El proyecto contribuirá a mejorar el conocimiento sobre el efecto de la contaminación por arena, así como ensayar posibles soluciones para mejorar el comportamiento en situaciones accidentales. El resultado podrá aplicarse también para otros fines relacionados, como el comportamiento del balasto modificado. Así mismo, los avances en modelación numérica que se prevé alcanzar pueden contribuir a la introducción de este tipo de herramientas en ámbitos en los que el estudio del comportamiento de materiales granulares permitiría optimizar procesos, como es el caso de la industria agroalimentaria, la minera o la farmacéutica, entre otras. La propuesta se enmarca en el Reto en Transporte Sostenible, Inteligente e Integrado, algunas de cuyas prioridades están totalmente alineadas con los objetivos del proyecto, como el “el desarrollo de técnicas, metodologías y herramientas para la evaluación y reducción de riesgos”, o “la investigación y aplicación de nuevos materiales avanzados para el transporte”. Además, la orientación práctica del proyecto y el sector en el que se enmarca hacen que pueda contribuir a “potenciar el liderazgo internacional de la economía española”.